[发明专利]一种基于改进振动分离的非互质齿比行星轮故障检测方法

权利要求书

1.一种基于改进振动分离的非互质齿比行星轮故障检测方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)同步采集行星齿轮箱振动信号和转速脉冲信号，根据转速脉冲信号对振动信号进行标记标记和对多齿啮合数据段的进行提取；

(2)根据一定的映射重构方法，将提取的数据段组合成新的数据向量；

(3)对重构的数据向量进行时域同步平均处理获得被时变路径调制的振动向量；

(4)构建时变传递函数，利用时变传递函数对时变路径调制的振动向量进行补偿，获得最终的振动分离向量。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进振动分离的非互质齿比行星轮故障检测方法，其特征是，所述步骤(1)的具体流程为：

(1.1)同步采集振动信号和编码器脉冲信号；

(1.2)利用编码器脉冲信号对振动信号进行标记；

(1.3)对数据块里面多齿啮合数据段的提取；

数据段的长度根据下式确定：

γ_sec＝floor(M_t*γ₀)，

式中，M_t代表一个数据段中要提取啮合齿数，γ₀代表单个齿的啮合长度，floor(*)是向下取整运算符号。

3.根据权利要求2所述的所述的一种基于改进振动分离的非互质齿比行星轮故障检测方法，其特征是，

所述要提取啮合齿数M_t通过下式计算：

其中n_rest,p代表达到啮合齿序重复情况下行星架最小旋转圈数，由下式计算得到：

LCM(*)代表计算最小公倍数的运算符号，Z_p和Z_r分别代表行星轮齿数和齿圈齿数。

4.根据权利要求2所述的所述的一种基于改进振动分离的非互质齿比行星轮故障检测方法，其特征是，

所述单齿啮合的长度γ₀通过下式计算：

式中，f_s代表采样频率，f_c代表行星架转频，Z_r是内齿圈齿数。

5.根据权利要求1所述的一种基于改进振动分离的非互质齿比行星轮故障检测方法，其特征是，所述步骤(2)的具体流程为：

将提取出的数据段，按照下式映射重构，组合成新的数据向量：

P_n,p＝mod(nN_r,N_g)+1，

式中，P_n,p表示当行星架旋转n圈时，行星轮运行到传感器下方与内齿圈啮合的齿序号，n＝0,1,2...,n＝0表示初始时刻，mod是取余操作。

6.根据权利要求1所述的一种基于改进振动分离的非互质齿比行星轮故障检测方法，其特征是，所述步骤(3)的具体流程为：

在序列矩阵中，每个数据段代表M_t个行星轮齿啮合数据，对完整的行星轮啮合数据进行时域平均的处理，消除非平稳非周期性信号干扰。

7.根据权利要求1所述的一种基于改进振动分离的非互质齿比行星轮故障检测方法，其特征是，所述步骤(4)的具体流程为：

(4.1)同步采集健康的行星齿轮箱和编码器脉冲信号；

(4.2)利用编码器脉冲信号对健康行星齿轮箱振动信号划分成数据块，从数据块中提取相应的数据段，将数据段按照前述方法构建成组合矩阵，对组合矩阵的进行时域同步平均处理，获得单个健康行星轮的啮合振动信号；

(4.3)利用时变传递方程进行补偿，时变传递方程如下：

式中，α和β共同控制汉明窗的最大最小值和带宽，其中0.5≤α1且β0；ω_c是行星架的角速度；是行星轮的初始相位，mod是取余操作；

当补偿后的信号获得最小的峰度值时，获得参数α值和β值。

(4.4)利用获得的时变传递方程w_i(α,β)对未知信号获得的时域平均信号进行补偿，通过计算补偿后的信号峰度值判断是否有故障，并通过补偿后的时域信号能够定位坏齿的位置。